Tài liệu Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu ppt

PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 62
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG VÀ TÍN HIỆU
Hệ thống chiếu sáng – tín hiệu trên ôtô là một phương tiện cần thiết giúp tài xế
có thể nhìn thấy trong điều kiện tầm nhìn hạn chế, dùng để báo các tình huống
dòch chuyển để mọi người xung quanh nhận biết. Ngoài chức năng trên, hệ
thống chiếu sáng còn hiển thò các thông số hoạt động của các hệ thống trên ôtô
đến tài xế thông qua bảng tableau và soi sáng không gian trong xe.
2.1. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG
2.1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại
Nhiệm vụ:
Hệ thống chiếu sáng nhằm đảm bảo điều kiện làm việc cho người lái ôtô
nhất là vào ban đêm và bảo đảm an toàn giao thông.
Yêu cầu:
Đèn chiếu sáng phải đáp ứng 2 yêu cầu:
-
Có cường độ sáng lớn.
-
Không làm lóa mắt tài xế xe chạy ngược chiều.
Phân Loại:
Theo đặc điểm của phân bố chùm ánh sáng người ta phân thành 2 loại hệ
thống chiếu sáng:
-
Hệ thống chiếu sáng theo Châu Âu.
-
Hệ thống chiếu sáng theo Châu Mỹ.

2.1.2. Các chức năng và thông số cơ bản
a. Thông số cơ bản:
Khoảng chiếu sáng:
-
Khoảng chiếu sáng xa từ 180 – 250m.
-
Khoảng chiếu sáng gần từ 50 – 75m.
Công suất tiêu thụ của mỗi bóng đèn:
-
Ở chế độ chiếu xa là 45 – 70W
-
Ở chế độ chiếu gần là 35 – 40W
PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 63
b. Chức năng:
Hệ thống chiếu sáng là một tổ hợp gồm nhiều loại đèn có chức năng, bao
gồm:
Đèn kích thước trước và sau xe (Side & Rear lamps).
Đèn đầu (Head lamps - Main driving lamps):
Dùng để chiếu sáng không gian phía trước xe giúp tài xế có thể nhìn thấy
trong đêm tối hay trong điều kiện tầm nhìn hạn chế.
Đèn sương mù (Fog lamps):
Trong điều kiện sương mù, nếu sử dụng đèn pha chính có thể tạo ra vùng
ánh sáng chói phía trước gây trở ngại cho các xe đối diện và người đi
đường. Nếu sử dụng đèn sương mù sẽ giảm được tình trạng này. Dòng

cung cấp cho đèn sương mù thường được lấy sau relay đèn kích thước.
Đèn sương mù phía sau (Rear fog guard):
Đèn này dùng để báo hiệu cho các xe phía sau nhận biết trong điều kiện
tầm nhìn hạn chế. Dòng cung cấp cho đèn này được lấy sau đèn cốt
(Dipped beam). Một đèn báo được gắn vào tableau để báo hiệu cho tài xế
khi đèn sương mù phía sau hoạt động
Đèn lái phụ trợ (Auxiliary driving lamps):
Đèn này được nối với nhánh đèn pha chính, dùng để tăng cường độ chiếu
sáng khi bật đèn pha. Nhưng khi có xe đối diện đến gần, đèn này phải
được tắt thông qua một công tắc riêng để tránh gây lóa mắt tài xế xe chãy
ngược chiều.
Đèn chớp pha (Headlamp flash switch):
Công tắc đèn chớp pha được sử dụng vào ban ngày để ra hiệu cho các xe
khác mà không phải sử dụng đến công tắc đèn chính.
Đèn lùi (Reversing lamps):
Đèn này được chiếu sáng khi xe gài số lùi nhằm báo hiệu cho các xe khác
và người đi đường.
Đèn phanh (Brake lights):
Dùng để báo cho tài xế xe sau biết để giữ khoảng cách an toàn khi đạp
phanh.
Đèn báo trên tableau: Dùng để hiển thò các thông số, tình trạng hoạt động của
các hệ thống, bộ phận trên xe và báo lỗi (hay báo nguy) khi các hệ thống trên
xe hoạt động không bình thường.
PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 6

4
Đèn báo đứt bóng (Lamp failure indicator):
Trên một số xe người ta lắp mạch báo cho tài xế biết khi có một bóng đèn
phía đuôi bò đứt hay sụt áp trên mạch điện làm đèn mờ. Đèn báo này được
đặt trên tableau và sáng lên khi có sự cố về mạch hay đèn.













Hình 2.1: Sơ đồ mạch điện chiếu sáng trên ôtô
2.1.3. Cấu tạo bóng đèn:
Ánh sáng từ đèn phát ra là nhờ vào một dây tóc phát sáng hoặc có dòng
điện đi xuyên qua ống thủy tinh có chứa loại khí đặt biệt bên trong.
Phần lớn trên xe đều sử dụng loại bóng đèn phát sáng bằng dây tóc, nhưng
trên các phương tiện công cộng thường sử dụng loại bóng đèn huỳnh quang
để chiếu sáng bên trong xe. Các loại bóng đèn huỳnh quang có ưu điểm là
nguồn sáng được phát tán đều ra trong khu vực lớn, tránh làm cho hành
khách bò mỏi mắt và tránh bò chói như ở đèn dây tóc.
a. Cường độ ánh sáng:
Cường độ ánh sáng là năng lượng để phát xạ ánh sáng ở một khoảng cách
nhất đònh. Năng lượng ánh sáng có liên quan đến nguồn sáng và cường độ

ánh sáng được đo bằng đơn vò c.d (candelas). Trước kia, đơn vò c.p (candle
power) cũng được áp dụng:

+
+
+
+
Starter
solenoid
Fusible
link
Head lamp
switch
Side lamp
switch
Front fog
switch
Relay
Fuse
A
uxiliary
driving
lamp
switch
relay
relay
Headlamp flash
switch
Main
dip

Rear
fog
guard
switch
Đèn sương mù trước - trái
(Front fog - left)
Đèn sương mù trước - phải
(Front fog - right)
Đèn kích thùc sau - trái
(Rear - left)
Đèn kích thùc trước - trái
(Slide - left)
Báo đèn sương mù sau
(Rear fog warning)
Đến Bobin
Công
tắc máy
Đến bộ
khởi động
Đèn sương mù sau - trái
(Rear fog - left)
Đèn kích thước trước - phải
(Slide - right)
Đèn kích thước sau - phải
(Rear - right)
Đèn bảng số
(Number plate)

Đèn phụ trái
(Auxiliary - left)

Đèn phụ phải
(Auxiliary - right)
Đèn đầu - xa (Headlamp - main)
Đèn đầu - xa (Headlamp - main)
Đèn đầu - gần (Headlamp - dip)
Đèn đầu - gần (Headlamp - dip)
Báo pha (Main beam warning)
Đèn sương mù sau - phải
(Rear fog - right)
PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 65
1 c.d = 1 c.p
Tổng các hạt ánh sáng rơi trên 1 bề mặt được gọi độ chiếu sáng, cường độ
của ánh sáng được đo bằng đơn vò lux (hoặc metre-candles). Một bề mặt
chiếu sáng có cường độ 1lux (hay 1 metre-candles) khi 1 bóng đèn có
cường độ 1 c.d đặt cách 1m từ màn chắn thẳng đứng. Khi gia tăng khoảng
cách chiếu sáng thì cường độ chiếu sáng cũng giảm theo. Cường độ chiếu
sáng tỷ lệ nghòch với bình phương khoảng cách từ nguồn sáng. Điều này có
nghóa là khi khoảng cách chiếu sáng tăng gấp đôi thì cường độ ánh sáng
trên bề mặt mà ánh sáng phát ra sẽ giảm xuống bằng ¼ cường độ ánh sáng
ban đầu. Vì vậy, nếu cần một ánh sáng có cường độ lớn nhất như lúc ban
đầu thì năng lượng cung cấp cho đèn phải tăng lên gấp 4 lần.
b. Đèn dây tóc:
Vỏ đèn làm bằng thủy tinh, bên trong chứa 1 dây điện trở làm bằng
volfram. Dây volfram được nối với hai dây dẫn để cung cấp dòng điện

đến. Hai dây dẫn này được gắn chặt vào nắp đậy bằng đồng hay nhôm.
Bên trong bóng đèn là môi trường chân không với mục đích loại bỏ không
khí để tránh oxy hoá và làm bốc hơi dây tóc (oxy trong không khí tác dụng
với volfram ở nhiệt độ cao gây ra hiện tượng đen bóng đèn và sau một thời
gian rất ngắn, dây tóc sẽ bò đứt).


Hình 2.2: Bóng đèn loại dây tóc
Khi hoạt động ở một điện áp đònh mức, nhiệt độ dây tóc lên đến 2.300
o
C
và tạo ra ánh sáng trắng. Nếu cung cấp cho đèn một điện áp thấp hơn đònh
mức, nhiệt độ dây tóc và ánh sáng phát ra sẽ giảm xuống. Ngược lại, nếu
cung cấp cho đèn một điện thế cao hơn, chẳng bao lâu sẽ làm bốc hơi dây
volfram, gây ra hiện tượng đen bóng đèn và đốt cháy cả dây tóc.
Dây tóc của bóng đèn công suất lớn (như đèn đầu) được chế tạo để hoạt
động ở nhiệt độ cao hơn. Cường độ ánh sáng tăng thêm khoảng 40% so với
đèn dây tóc thường bằng cách điền đầy vào bóng đèn một lượng khí trơ
(argon) với áp suất tương đối nhỏ.
PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 66
c. Bóng đèn halogen:
Suốt quá trình hoạt động của bóng đèn thường, sự bay hơi của dây tóc
tungsten là nguyên nhân làm vỏ thủy tinh bò đen làm giảm cường độ chiếu
sáng. Mặc dù có thể giảm được quá trình này bằng cách đặt dây tóc trong

một bóng thủy tinh có thể tích lớn hơn. Tuy nhiên, cường độ ánh sáng của
bóng đèn loại này bò giảm nhiều sau một thời gian sử dụng.








Hình 2.3: Bóng đèn halogen
Vấn đề nêu trên đã được khắc phục với sự ra đời của bóng đèn halogen, có
công suất và tuổi thọ cao hơn bóng đèn thường. Đây là loại đèn thế hệ mới
có nhiều ưu điểm so với đèn thế hệ cũ như: Đèn halogen chứa khí halogen
như iode hoặc brôm. Các chất khí này tạo ra một quá trình hoá học khép
kín: Iode kết hợp với vonfram (hay Tungsten) bay hơi ở dạng khí thành
iodur vonfram, hỗn hợp khí này không bám vào vỏ thủy tinh như bóng đèn
thường mà thay vào đó sự chuyển động thăng hoa sẽ mang hỗn hợp này trở
về vùng khí nhiệt độ cao xung quanh tim đèn (ở nhiệt độ cao trên 1450
0
C)
thì nó sẽ tách thành 2 chất: vonfram bám trở lại tim đèn và các phần tử khí
halogen được giải phóng trở về dạng khí. Quá trình tái tạo này không chỉ
ngăn chặn sự đổi màu bóng đèn mà còn giữ cho tim đèn luôn hoạt động ở
điều kiện tốt trong một thời gian dài.
Bóng đèn halogen phải được chế tạo để hoạt động ở nhiệt độ cao hơn
250
o
C. Ở nhiệt độ này khí halogen mới bốc hơi. Người ta sử dụng phần lớn
thủy tinh thạch anh để làm bóng vì loại vật liệu này chòu được nhiệt độ và

áp suất rất cao (khoảng 5 đến 7 bar) làm cho dây tóc đèn sáng hơn và tuổi
thọ cao hơn bóng đèn thường. Thêm vào đó, một ưu điểm của bóng
halogen là chỉ cần một tim đèn nhỏ hơn so với bóng thường cho phép điều
chỉnh tiêu điểm chính xác hơn so với bóng bình thường.

Dây tóc tim cốt
Thạch anh
D
ây tóc tim pha
Phần che
PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 6
7
d. Gương phản chiếu (chóa đèn):
Chức năng của gương phản chiếu là đònh hướng lại các tia sáng. Một
gương phản chiếu tốt sẽ tạo ra sự phản xạ, đưa tia sáng đi rất xa từ phía
đầu xe.
Bình thường, gương phản chiếu có hình dạng parabol, bề mặt được được
đánh bóng và sơn lên một lớp vật liệu phản xạ như bạc (hay nhôm). Để tạo
ra sự chiếu sáng tốt, dây tóc đèn phải được đặt ở vò trí chính xác ngay tiêu
điểm của gương nhằm tạo ra các tia sáng song song. Nếu tim đèn đặt ở các
vò trí ngoài tiêu điểm sẽ làm tia sáng đi trệch hướng, có thể làm lóa mắt
người điều khiển xe đối diện.
Đa số các loại xe đời mới thường sử dụng chóa đèn có hình chữ nhật, loại
chóa đèn này bố trí gương phản chiếu theo phương ngang có tác dụng tăng

vùng sáng theo chiều rộng và giảm vùng sáng phía trên gây lóa mắt người
đi xe ngược chiều.






Hình 2.4: Chóa đèn hình chữ nhật
Cách bố trí tim đèn được chia làm 3 loại: loại tim đèn đặt trước tiêu cự,
loại tim đèn đặt ngay tiêu cự và tim đèn đặt sau tiêu cự (Hình 2.5).


Hình 2.5: Cách bố trí tim đèn
Đèn chiếu sáng hiện nay có 2 hệ là: Hệ châu Âu và hệ Mỹ.


Gương phản chiếu phụ
Gương phản chiếu chính
Vò trí bóng đèn
PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 68
¾ Hệ châu Âu:

Hình 2.6: Đèn hệ châu Âu
Dây tóc ánh sáng gần (đèn cốt) gồm có dạng thẳng được bố trí phía trước
tiêu cự, hơi cao hơn trục quang học và song song trục quang học, bên dưới
có miếng phản chiếu nhỏ ngăn không cho các chùm ánh sáng phản chiếu
làm loá mắt người đi xe ngược chiều. Dây tóc ánh sáng gần có công suất
nhỏ hơn dây tóc ánh sáng xa khoảng 30-40%. Hiện nay miếng phản chiếu
nhỏ bò cắt phần bên trái một góc 15
0
, nên phía phải của đường được chiếu
sáng rộng và xa hơn phía trái.
Hình dạng đèn thuộc hệ Châu Âu thường có hình tròn, hình chữ nhật hoặc
hình có 4 cạnh. Các đèn này thường có in số “2” trên kính. Đặt trưng của
đèn kiểu Châu Âu là có thể thay đổi được loại bóng đèn và thay đổi cả các
loại thấu kính khác nhau phù hợp với đường viền ngoài của xe.
¾ Hệ Mỹ:




Hình 2.7: Đèn hệ Mỹ
Đối với hệ này thì hai dây tóc ánh sáng xa và gần có hình dạng giống nhau
và bố trí ngay tại tiêu cự của chóa, dây tóc ánh sáng xa được đặt tại tiêu
điểm của chóa, dây tóc ánh sáng gần nằm lệch phía trên mặt phẳng trục
quang học để cường độ chùm tia sáng phản chiếu xuống dưới mạnh hơn.
Đèn kiểu Mỹ luôn luôn có dạng hình tròn, đèn đïc chế tạo theo kiểu bòt

kín.
Section 2
Bifocal section 1
At focal
point
Parallel beam
Tim cốt
Tim pha
Ánh sáng cốt
Ánh sáng pha
Gương phản
chiếu
Dâ
y
tóc tim
p
ha
Dâ
y
tóc tim cốt
Phần che
PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 69
Hiện nay hệ Mỹ còn sử dụng hệ chiếu sáng 4 đèn pha, hai đèn phía trong
(chiếu xa) lắp bóng đèn một dây tóc công suất 37,5W ở vò trí trên tiêu cự

của chóa, hai đèn phía ngoài lắp bóng đèn hai dây tóc, dây tóc chiếu sáng
xa có công suất 35,7W nằm tại tiêu cự của chóa, dây tóc chiếu sáng gần
50W lắp ngoài tiêu cự của chóa. Như vậy khi bật ánh sáng xa thì 4 đèn
sáng với công suất 150W, khi chiếu gần thì công suất là 100W.
e. Thấu kính đèn:
Thấu kính của đèn là một khối gồm nhiều hình lăng trụ có tác dụng uốn
cong và phân chia tia sáng chiếu ra từ đèn theo đúng hướng mong muốn.
Việc thiết kế thấu kính nhằm mục đích thỏa mãn cả hai vò trí chiếu sáng
gần và xa. Yêu cầu của đèn pha chính là ánh sáng phát ra phải đi xuyên
qua một khoảng cách xa trong khi đèn pha gần chỉ phát ra tia sáng ở mức
độ thấp hơn và phát tán tia sáng ở gần phía trước đầu xe.





Hình 2.8: Cấu trúc đèn đầu loại cũ và mới
Vùng sáng phía trước đèn đầu được phân bố theo quy luật như hình vẽ sau:











Hình 2.9:Đồ thò cường độ sáng trên mặt đường

PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 70
Hiện nay, hình dạng chụp đèn trên các xe đời mới rất đa dạng, mang tính thẩm
mỹ và được cải tiến nhiều nhằm tăng cường độ sáng, khoảng cách chiếu sáng.











Hình 2.10: Hình dạng đèn đầu trên các loại xe đời mới
2.1.4. Một số sơ đồ mạch điều khiển hệ thống chiếu sáng
a. Sơ đồ công tắc điều khiển đèn loại dương chờ:

Hình 2.11: Sơ đồ công tắc điều khiển đèn đầu loại dương chờ
Hoạt động
: Khi bật công tắc LCS (Light Control Switch) ở vò trí Tail: Dòng điện
đi từ: ⊕ accu J W
1
J A

2
J A
11
J mass, cho dòng từ: ⊕ accu J cọc 4’, 3’ J
cầu chì J đèn J mass, đèn đờmi sáng.
PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 71
Khi bật công tắc sang vò trí HEAD thì mạch đèn đờmi vẫn sáng bình
thường, đồng thời có dòng từ: ⊕ accu J W
2
J A
13
J A
11
J mass, rơle
đóng 2 tiếp điểm 3 và 4 lúc đó có dòng từ: ⊕ accu J 4’, 3’ J cầu chì J
đèn pha hoặc cốt, nếu công tắc đảo pha ở vò trí HU, đèn pha sáng lên. Nếu
công tắc đảo pha ở vò trí HL đèn cốt sáng lên.
Khi bật FLASH: ⊕ accu J W
2
J A
14
J A
12
J A

9
J mass, đèn pha sáng
lên. Do đó đèn flash không phụ thuộc vào vò trí bậc của công tắc LCS.
Đối với loại âm chờ ở công tắc thì đèn báo pha được nối với tim đèn cốt.
Lúc này do công suất của bóng đèn rất nhỏ (< 5W) nên tim đèn cốt đóng
vai trò dây dẫn để đèn báo pha sáng lên trong lúc mở đèn pha.
Ta có thể dùng rơle 5 chân để thay cho công tắc chuyển đổi pha cốt, nếu
vậy thì công tắc sẽ bền hơn vì lúc này dòng qua công tắc là rất bé phải qua
cuộn dây của rơle.
b. Sơ đồ công tắc điều khiển đèn loại âm chờ:

Hình 2.12: Sơ đồ mạch điều khiển đèn kiểu âm chờ
Trong trường hợp này ta thấy công tắc vẫn làm việc như một công tắc bình
thường nhưng cách đấu dây hoàn toàn khác, với nguyên lý làm việc như
sau:
Khi bậc công tắc LCS ở vò trí HEAD đèn đờmi sáng, đồng thời có dòng: ⊕
accu J W
2
J A
13
J

A
11
J mass, rơle đóng 2 tiếp điểm 3 và 4 lúc đó có
dòng từ: ⊕ accuJ 4, 3 J W
3
J A
12
. Nếu công tắc chuyển pha ở vò trí HL

thì dòng qua cuộn dây không về mass được nên dòng điện đi qua tiếp điểm
thường đóng 4, 5 (của Dimmer Relay) J cầu chì J tim đèn cốt J mass,
đèn cốt sáng lên. Nếu công tắc đảo pha ở vò trí HU thì dòng qua cuộn W
3

PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 72
J A
12
J mass, hút tiếp điểm 4 tiếp xúc với tiếp điểm 3, dòng qua tiếp
điểm 4, 3 J cầu chì J tim đèn pha J mass, đèn pha sáng lên. Lúc này
đèn báo pha sáng, do được mắc song song với đèn pha.
c. Sơ đồ công tắc điều khiển đèn sương mù:
Mạch này được trang bò chủ yếu trên các xe sử dụng ở những nơi có sương
mù.

Hình 2.13: Sơ đồ công tắc điều khiển đèn sương mù
Trong sơ đồ đấu dây thì đèn sương mù được kết nối với hệ thống đèn đờmi
và hoạt động như sau:
Khi bật công tắc sang vò trí Tail thì cọc A
2
sẽ được nối mass cho dòng từ: ⊕
accu → rơle đèn Taillight → cuộn rơle đèn sương mù cuộn dây → mass,
làm tiếp điểm đóng lại cho dòng đi từ: ⊕ accu → rơle đèn sương mù →
công tắc đèn sương mù và nằm chờ tại đây, khi bật công tắc đèn sương mù

thì có dòng qua đèn → mass, đèn sương mù sáng lên.
2.2. HỆ THỐNG TÍN HIỆU
2.2.1. Hệ thống còi và chuông nhạc
Còi và chuông nhạc được xếp vào hệ thống tín hiệu vì các tín hiệu âm
thanh do còi và chuông nhạc phát ra nhằm mục đích chủ yếu là để đảm
bảo an toàn giao thông.



PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 73
a. Còi điện:











Hình 2.14: Cấu tạo còi
1. Loa còi 2. Khung thép 3. Màng thép 4. Vỏ còi 5. Khung thép

6. Trụ đứng 7. Tấm thép lò xo 8. Lõi thép từ 9. Cuộn dây 10. Ốc hãm
11. Ốc điều chỉnh 12. Ốc hãm 13. Trụ điều khiển 14. Cần tiếp điểm tónh
15. Cần tiếp điểm động 16. Tụ điện 17. Trụ đứng của tiếp điểm
18. Đầu bắt dây còi 19. Núm còi 20. Điện trở phụ

Nguyên lý hoạt động
:
Khi bật công tắc máy và nhấn còi: ⊕ Accu Ỉ cuộn dâ tiếp điểm KK’
Ỉ công tắc còi Ỉmass, cuộn dây từ hóa lõi thép, hút lõi thép kéo theo trục
điều khiển màng rung làm tiếp điểm KK’ mở ra Ỉ dòng qua cuộn dây mất
Ỉ màng rung đẩy lõi thép lên Ỉ KK’ đóng lại. Do đó, lại có dòng qua
cuộn dây lõi thép đi xuống. Sự đóng mở của tiếp điểm làm trục màng rung
dao động với tần số 250 – 400 Hz Ỉ màng rung tác động vào không khí,
phát ra tiếng kêu.
Tụ điện hoặc điện trở được mắc song song tiếp điểm KK’ để bảo vệ tiếp
điểm khỏi bò cháy khi dòng điện trong cuộn dây bò ngắt (C = 0,14 –
0,17
µ
F).
Rơle còi
: Trường hợp mắc nhiều còi thì dòng điện qua công tắc còi rất lớn (15 –
25A) nên dễ làm hỏng công tắc còi. Do đó rơle còi được sử dụng dùng để giảm
dòng điện qua công tắc (khoảng 0,1A khi sử dụng rơle còi).
PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 7

4










Hình 2.15: Rơ le còi
Khi nhấn nút còi: ⊕ Accu Ỉ nút còi Ỉ cuộn dây mass, từ hóa lõi thép hút
tiếp điểm đóng lại: ⊕ Accu Ỉ cầu chì Ỉ khung từ Ỉ lõi thép Ỉ tiếp điểm
Ỉ còi Ỉ mass, còi phát tiếng kêu.
b. Chuông nhạc:
Khi ôtô chạy lùi các đèn báo lùi được bật tự động và kết hợp với chuông
nhạc.
Sơ đồ mạch điện:








Hình 2.16: Sơ đồ hệ thống tín hiệu đèn và chuông nhạc.
Nút còi
Accu

Còi
Công tắc lùi
Đèn báo lùi
Đèn hiệu
IGSW
A
PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 75









Hình 2.17: Sơ đồ mạch chuông nhạc.
Khi gài số lùi công tắc lùi đóng lại, có dòng nạp cho tụ theo 2 nhánh:
Từ: ⊕ Accu Ỉ R
1
Ỉ C
1
Ỉ cực BE của transistor T
2

Ỉ R
4
Ỉ diode DỈ mass,
dòng điện phân cực thuận cho T
2
dẫn, T
1
khóa. Khi C
1
được nạp đầy làm T
2

khóa, T
1
dẫn cho dòng: ⊕ Accu Ỉ chuông Ỉ T
1
Ỉ mass, làm chuông kêu, khi
T
1
dẫn thì C
1
phóng nhanh qua T
1
Ỉ R
4
Ỉ âm tụ, làm T
1
mở nhanh, T
2
khoá

nhanh, khi tụ T
1
phóng xong thì nó lại được nạp, T
2
dẫn, T
1
khoá…
2.2.2. Hệ thống báo rẽ và báo nguy
a. Công tắc đèn báo rẽ:
Công tắc đèn báo rẽ được bố trí trong công tắc tổ hợp nằm dưới tay lái, gạt
công tắc này sang phải hoặc sang trái sẽ làm cho đèn báo rẽ phải hay trái.






Hình 2.18: Công tắc đèn báo rẽ
b. Công tắc đèn báo nguy:
Khi bật công tắc đèn báo nguy nó sẽ làm cho tất cả các đèn báo rẽ đều
nháy.
V
E
+
C
2
C
1
R
1

R
3
R
2
R
4
Công tắc
T
2
PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 76







Hình 2.19: Vò trí công tắc đèn báo nguy
c. Bộ tạo nháy:
Bộ tạo nháy làm cho các đèn báo rẽ nháy theo một tần số đònh trước. Bộ
tạo nháy dùng cho cả đèn báo rẽ và báo nguy. Bộ tạo nháy có nhiều dạng:
cơ điện, cơ bán dẫn hoặc bán dẫn tuần hoàn.
¾ Bộ tạo nháy kiểu cơ - điện
:

Bộ tạo nháy này bao gồm một tụ điện, các cuộn dây L
1
, L
2
và các tiếp
điểm. Dòng điện đến đèn báo rẽ chạy qua cuộn L
1
và dòng điện qua tụ
băng qua cuộn L
2
. Cuộn L
1
và L
2
được quấn sao cho khi tụ điện được nạp,
hướng vào từ trường trong hai cuộn khử lẫn nhau và khi tụ điện đang
phóng hướng của từ trường trong hai cuộn kết hợp lại. Các tiếp điểm được
đóng bởi lực lò xo. Một điện trở mắc song song với các tiếp điểm để tránh
phóng tia lửa giữa các tiếp điểm khi bộ tạo nháy hoạt động.
Nguyên lý hoạt động
:
Khi bật công tắc máy, dòng điện từ accu đến tiếp điểm và đến tụ điện qua
cuộn L
2
nạp cho tụ, tụ được nạp đầy.

Hình 2.20: Hoạt động của bộ nháy cơ - điện khi bật công tắc máy.
B
P
Công
tắc máy
Công tắc báo rẽ
R
L
1
L
2
C
L
Accu
PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 7
7
Khi công tắc báo rẽ bật sang phải hoặc sang trái, dòng điện từ accu đến
tiếp điểm, qua cuộn L
1
đến công tắc báo rẽ sau đó đến các đèn báo rẽ. Khi
dòng điện dòng điện chạy qua cuộn L

1
, ngay thời điểm đó trên cuộn L
1

sinh ra một từ trường làm tiếp điểm mở.









Hình 2.21: Hoạt động của bộ nháy cơ điện khi công tắc đèn báo rẽ bật.

Khi tiếp điểm mở, tụ điện bắt đầu phóng điện vào cuộn L
2
vào L
1
, đến khi
tụ phóng hết điện, từ trường sinh ra trên hai cuộn giữ tiếp điểm mở. Dòng
điện phóng ra từ tụ điện và dòng điện từ accu (chạy qua điện trở) đến các
bóng đèn báo rẽ, nhưng do dòng điện quá nhỏ đèn không sáng.

Hình 2.22: Tiếp điểm mở, tụ điện phóng
Khi tụ phóng hết điện, tiếp điểm lại đóng cho phép dòng điện tiếp tục
chạy từ accu qua tiếp điểm đến cuộn L
1
rồi đến các đèn báo rẽ làm chúng
sáng. Cùng lúc đó dòng điện chạy qua cuộn L
2
để nạp cho tụ. Do hướng
B
P
Công
tắc máy
Accu
Công tắc báo rẽ
R
L
1
L
2
C
L
B
P
Công
tắc máy
Accu
Công tắc báo rẽ

R
L
1
L
2
C
L
PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 78
dòng điện qua L
1
và L
2
ngược nhau, nên từ trường sinh ra trên hai cuộn khử
lẫn nhau và giữ cho tiếp điểm đóng đến khi tụ nạp đầy. Vì vậy, đèn vẫn
sáng. Khi tụ được nạp đầy, dòng điện ngưng chạy trong cuộn L
2
và từ
trường sinh ra trong L
1
lại làm tiếp điểm tiếp tục mở, đèn tắt.
Chu trình trên lạêp lại liên tục làm các đèn báo rẽ nháy ở một tần số nhất
đònh.

Hình 2.23: Tiếp điểm đóng (đèn báo rẽ sáng)
¾ Bộ tạo nháy kiểu cơ - bán dẫn:

Một rơle nhỏ để làm các đèn báo rẽ nháy và một mạch transitor để đóng
ngắt rơle theo một tần số đònh trước được kết hợp thành bộ tạo nháy kiểu
bán transitor.









Hình 2.24: Bộ tạo nháy kiểu cơ – bán dẫn
¾ Bộ tạo nháy kiểu bán dẫn:

Rơ le
Tụ điện
Transistor
B
P

Công
tắc máy
Accu
Công tắc báo rẽ
R
L
1
L
2
C
L
PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 79
Bộ tao nháy kiểu bán dẫn thường là một mạch dao động đa hài dùng 2
transisitor.
Hoạt động: Trên hình 2. 25 trình bày hoạt động bộ tạo nháy.
Khi gạt công tắc đèn báo rẽ gạt hoặc báo nguy, điện thế dương được cung
cấp cho mạch, nhờ sự phóng nạp của các tụ điện, các transistor T
1
và T
2
sẽ
lần lượt đóng mở theo chu kỳ. Khi T
2
dẫn làm T

3
dẫn theo cho phép dòng
điện đi qua cuộn dây relay → hút tiếp điểm K đóng làm đèn sáng. .
Nếu bất kỳ một bóng đèn báo rẽ nào bò cháy tải tác dụng lên bộ nháy
giảm xuống dưới giá trò tiêu chuẩn làm cho thời gian phóng nạp tụ nhanh
hơn bình thường. Vì vậy tần số nháy của đèn báo rẽ cũng như đèn trên
tableau trở nên nhanh hơn báo cho tài xế biết một hay nhiều bóng đèn đã
bò cháy.















Hình 2.25: Sơ đồ mạch điện đèn báo rẽ, báo nguy và bộ tạo nháy bán dẫn


d. Một số mạch báo rẽ khác
¾ Mạch báo rẽ dùng IC 555:
T
2

Cuộn
dây relay
T
3
C
1
Bộ tạo nháy (flasher)
Đèn rẽ trái Đèn rẽ phải
OFF
Công tắc đèn báo nguy
Cầu chì HAZ/HORT
Cầu chì TUR
N
Công tắc đèn rẽ
Công tắc máy
Acuu
ON
PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 80
Mạch đònh thời 555 có thể được dùng làm mạch tạo xung vuông theo cấu
hình mạch cơ bản cho trong hình 2. 27. Trong mạch này ngõ vào kích khởi
chân 2 (Trigger) được ngắn mạch với chân 6 (chân điện áp ngưỡng
Theshold) và điện trở đònh thời R
2
được nối giữa chân 6 với chân 7 (chân

phóng điện Discharge).
Trên hình 2.26, ngay khi cung cấp điện lần đầu cho mạch này, điện áp trên
tụ C bằng 0V nên mạch ở trạng thái ban đầu như sau: R = 0, S = 1, Q -bù
của R-S Flipflop ở logic 0, transistor ngưng dẫn và ngõ ra chân 3 của IC
555 có mức điện áp cao. Tụ C bắt đầu nạp điện theo hàm mũ qua điện trở
R
1
qua diode D cho đến khi diện áp trên C tăng đến giá trò 2/3 V
CC
(lúc
điện áp trên tụ C tăng quá 1/3 V
CC
, mạch so sánh dưới đổi trạng thái và ta
có R = S = 0 nên R-S flipflop vẫn giữa nguyên trạng thái cũ và ngõ ra chân
3 cũng vậy). Ở thời điểm này mạch so sánh trên đổi trạng thái nên R = 1
(S = 0), R-S flipflop đổi trạng thái nghóa là Q -bù ở logic 1 phân cực
transistor dẫn bảo hoà và ngõ ra chân 3 chuyển trạng thái xuống mức điện
áp thấp. Tụ C phóng điện qua R
2
rồi qua chân 7 (chân Discharge) và
transistor cho đến khi điện áp trên tụ giảm xuống còn 1/3 V
CC
. Ở thời điểm
này ngõ ra mạch so sánh dưới chuyển trạng thái nên S = 1 (R = 0) làm cho
Q-bù của R-S Flipflop chuyển trạng thái xuống logic 0, ngõ ra chân 3
chuyển trạng thái lên mức cao và transistor ngưng dẫn. Tụ C bắt đầu nạp
điện trở lại cho đến 2/3 V
CC
qua R
1

. Quá trình sẽ tiếp tục như đã mô tả, tụ
C liên tục nạp điện qua R
1
và phóng điện qua R
2
nên chân ngõ ra 3 có
dạng sóng vuông.










Hình 2.26: Sơ đồ chức năng IC 555
Tần số hoạt động của mạch chủ yếu xác đònh bởi R
2
và tụ C.
0 V
Q
Q
SET
CLR
S
R
6
3

5
8
7
1
2
4
+12 V
R1
R2
C
Flip-Flop
+
_
+
_
PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 81
T =T
1
+ T
2

Trong đó: T - Chu kỳ
T
1 -

Thời gian nạp của tụ T
1
= (R
1
+ R
2
). C. ln2
T
2
- Thời gian xả của tụ T
2
= R
2
. C. ln2
Để thuận tiện hơn khi tính toán ta thay R
2
bằng cách thay vào một biến trở, như
thế tần số ở ngõ ra chân 3 sẽ thay đổi tuỳ theo giá trò đó lớn hay nhỏ.








Hình 2.27: Sơ đồ mạch chớp dùng IC
Sơ đồ mạch thực tế của bộ chớp dùng IC555 trên hình 2. 27 khác với sơ đồ
nguyên lý tạo dao động của IC555 ở chỗ là chân tụ điện được nối mass qua
bóng đèn.

¾ Mạch báo rẽ kiểu vi mạch:









Hình 2.28: Sơ đồ bộ chớp của TOYOTA
Khi bật công tắt rẽ (turn signal), chân L được nối mass, có dòng nạp qua tụ
như sau: ⊕ accu→ W→ C → R
1
→ R
2
→ D
3
→ L → đèn → mass, dòng
555
1
2
3
4
5
6
7
8
R1
R2

C1
C
R4
D1
+ 12 V
R
L
Relay
Transistor
Transistor
D
R3
SW
B
L
E
R1
D1
T2
D2
C
D4
R4
R3
L
R
R2
D3
T1
PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 82
này phân cực thuận cho T
1
làm T
1
dẫn, T
2
khóa. Khi tụ đã được nạp no, lúc
này dòng qua R
1
, R
2
mất. T
1
, T
2
dẫn. Cho dòng lớn qua cuộn dây W làm
mặt vít K đóng lại, đèn sáng lên đồng thời T
2
mở và tụ C bắt đầu phóng từ
dương tụ→ T
2
→ mass → âm tụ làm T
1
đóng, T

2
mở nhanh. Khi tụ C phóng
xong, dòng bắt đầu nạp lại, T
1
dẩn T
2
khóa, vít mở, đèn tắt (tần số chớp
của đèn 120 lần/phút).
Công dụng linh kiện:
D
1
: Dập xung sức điện độn tự cảm của cuộn dây W, bảo vệ T
2

D
2
: Dập xung âm
D
3
: Ngăn dòng ngược
D
4
: Giảm dòng rò
¾ Mạch tín hiệu kiểu điện từ:
Khi bật công tắc rẽ (rẽ sang trái hoặc phải, có dòng từ: ⊕ accu→ SW→
dây điện trở R
f
→ K→ W→ L→ đèn → mass. Lúc này dòng qua bóng đèn
phải qua dây điện trở và điện trở phụ nên đèn không sáng, nhưng nó làm
dây điện trở nóng lên, chùng ra, làm mặt vít k đóng lại cho dòng lớn qua

đèn, làm đèn sáng lên. Lúc này dây điện trở và điện trở phụ bò ngắn mạch
nên nó nguội đi co lại, mặt vít K mở, đèn tắt. Tần số đóng ngắt này được
giới hạn trong khoảng 60-120 lần / phút.










Hình 2.29: Sơ đồ rơle báo rẽ kiểu điện từ

TURN SIGNAL SW
R
K
W
k
IGNITION SW
LR
f
PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 83

2.2.3. Một số sơ đồ hệ thống tín hiệu trên xe TOYOTA


Hình 2.30: Sơ đồ hệ thống tín hiệu trên xe TOYOTA COROLLA



PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 8
4

Hình 2.31: Sơ đồ hệ thống tín hiệu trên xe TOYOTA HIACE





PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô



Trang 85

Hình 2. 32: Công tắc báo nguy TOYOTA
2.2.4. Hệ thống đèn phanh, đèn kích thước:
a. Hệ thống đèn phanh:
Đèn này được bố trí sau xe và có độ sáng cao để ban ngày có thể nhìn rõ.
Mỗi ôtô phải có hai đèn phanh và tự động bật bằng công tắc đặc biệt khi
người lái xe đạp bàn đạp phanh. Màu qui đònh của đèn phanh là màu đỏ.
Công tắc đèn phanh tùy thuộc vào phương pháp dẫn động phanh (phanh cơ
khí, khí nén hay dầu) mà có kết cấu kiểu cơ khí hay kiểu màng hơi.







Hình 2.33: Sơ đồ đèn phanh.



A
Đèn báo
IGSW
Công tắc phanh
Đèn phanh
PGS-TS Đỗ Văn Dũng

Hệ thống điện thân xe & điều khiền tự động trên Ôtô

Trang 86
b. Hệ thống đèn kích thước:
Đèn kích thước được lắp sau xe, trước xe, bên hông xe, trên nắp cabin để
chỉ báo chiều rộng, chiều dài và chiều cao xe. Các đèn kích thước thường
dùng kính khuyếch tán màu đỏ có công suất mỗi bóng là 10W.
2.2.5. Hệ thống báo sự cố hệ thống đèn tín hiệu
Để báo đứt bóng đèn hoặc đèn bò mờ do bò sụt áp trên đường dây ở các
điểm nối người ta dùng mạch báo hư bóng đèn (lamp failure circuit). Trên
xe hơi, mạch này thường có hai loại phổ biến: loại dùng mạch điện tử và
loại dùng công tắc lưỡi gà (reed switch).
Sơ đồ nguyên lý của mạch Lamp Failure điện tử được trình bày trên hình
2-34:











Hình 2.34: Sơ đồ nguyên lý của mạch báo hư đèn (Electronic Lamp Failure Unit)
Đa số các mạch báo hư đèn kiểu điện tử đều dựa trên nguyên lý cầu
Wheatstone kết hợp với mạch khuyếch đại thuật toán (OPAMP) mắc theo kiểu
so sánh. Một trong các điện trở của cầu là đoạn dây dẫn thường làm bằng sắt
và được mắc nối tiếp với bóng đèn. Đoạn dây này có điện trở cực nhỏ để
không ảnh hưởng đến độ sáng của bóng đèn. Nó cũng đóng vai trò một cảm

biến dòng (current sensor). Để báo hư hỏng cho nhiều mạch đèn (thường là
mạch đèn phanh và đèn kích thước) ta phải sử dụng nhiều mạch so với các ngõ
ra nối vào cổng logic OR để điều khiển đèn báo đứt bóng trên tableau qua
transistor. Ngõ vào trừ của của OPAMP được đặt một điện áp cố đònh (điện áp
so) nhờ cầu phân áp và diod Zener. Ngõ vào cộng của OPAMP được cấp điện
+
IG
Taillight Relay
Brake
Switch
LCS
Lamp
Failure
idicator
Taillight
Brake
Light
+
-
-
+